对一氧化氮分子结构的教学讨论

用分子轨道理论的轨道能表达式,结合核外电子的有效核电荷、分子中原子轨道的重叠积分对无机化学课程中一氧化氮的两种不同分子轨道能级顺序表示、氮分子与氧分子的分子轨道能级顺序差别等问题进行了讨论。讨论表明,如用徐光宪改进的计算核外有效核电荷方法,可得出符合实际的轨道能级顺序,可以解释教学中的问题及其他疑问。     

计算化学在分子轨道教学中的应用

分子轨道理论是理解分子电子结构与微观性质的重要理论之一,也是本科生与研究生结构化学教学中的重点与难点。学生对原子轨道组合形成分子轨道、分子轨道能级交叉混合等知识的理解缺乏形象直观、定量的认识。本文通过基于量子化学或密度泛函理论的Gaussian 03计算软件,计算、绘制并分析了F_2、O_2、N_2、HF、CO等的分子轨道能级图,将学生较难理解的内容定量、直观地呈现出来,形象地解释了分子轨道成键原则与电子填充原则等分子轨道理论中的重难点,加深了学生对分子轨道理论的理解,特别是sp轨道混杂导致的σ_(2p_z)与π_(2p)轨道能级交叉这一难点,激发了学生学习的主动性和积极性,提高了教学质量。在此基础上,利用分子轨道理论分析了CO_2的电子结构,使学生学会应用分子轨道理论解决实际问题,巩固了相关课堂理论知识。     

BaPbO3的电子结构与光子吸收性能

采用固体无机化学反应制备了BaPbO₃微粉,确定了BaPbO₃微粉的结构和低温、低Pb/Ba摩尔比合成BaPbO₃的工艺。研究了该微粉对75kV的X射线的吸收性能,结果表明:含BaPbO₃材料60%(wt)、厚0.64mm的吸收材料,其对X射线的吸收率为86.82%,铅当量为1.3845;而含等量的未反应的PbO和BaCO₃的0.68mm的吸收材料,吸收率仅为44.43%,铅当量为0.3748。结合光子与核外电子相互作用的过程,提出了吸收原子的核外电子云的“交盖”及核外价电子在多个价轨道方向上的伸展是BaPbO₃材料具有优秀的吸收性能的主要原因的推断。进一步,以推广休克尔半经验分子轨道法半定量研究了BaPbO₃材料的铅-氧八面体的电子结构,证明了铅离子与相连的氧离子电子云发生交盖,且核外价电子在多个价轨道方向上均有伸展,初步分析了BaPbO₃材料的电子结构与光子吸收性能之间的关系。     

Hund规则应用于轨道图的正确解释

多年来根据Ｈｕｎｄ规则应用于传统轨道图来确定碳原子的基态是不妥的。这种轨道图只反映电子微观状态，与原子能态无对应关系。本文介绍了“真实原子”轨道图的作法，即由传统轨道图线性组合。通过耦合态轨道图得出Ｈｕｎｄ规则的正确解释：Ｈｕｎｄ规则只要求电子尽可能地占据更多的简并轨道，但并不要求它们的自旋方向相同。     

徐光宪原子核外电子排布近似规律及其应用

徐光宪根据光谱实验数据对基态多电子原子轨道的能级高低提出了一种理论依据,即中性基态多电子原子核外电子排布近似规律n+0.7l公式和离子基态多电子原子核外电子排布近似规律n+0.4l公式。该规律以数学表达式给出,便于推导,较好地解决了难于正确书写原子核外电子构型的问题。对这2个公式的探讨和运用,一方面有利于加深对核外电子组态构造原理的认识,另一方面有助于对我国科学家研究成果的传承。     

分子轨道图形理论的应用（Ⅲ）—估算Eπ的断键法

分子轨道图形理论的应用（Ⅲ）──估算Ｅ_π的断键法赵洪刚，杨开海，王长生，张继才，曹阳（辽宁师范大学化学系，大连，１１６０２２）（苏州大学化学系，苏州）关键词π电子总能量，矩，分子拓扑在分子轨道图形理论中，对一般的应用，π电子总能量Ｅπ的近似表达式就?..     

杂化电子的离域和轨道杂化的起因

从杂化电子离域的角度讨论轨道杂化的产生,提出电子交换是轨道杂化的根本原因。同时提出分子相对离域能和绝对离域能的概念及计算方法,说明相邻原子轨道之间的电子离域对体系稳定的重要性,并用电子离域的观点对杂化分子的许多现象进行了解释。     

原子轨道能级与核外电子排布

原子结构理论是现代化学的基础理论之一。但仍有许多问题,诸如:原子轨道和轨道能的概念、轨道能级高低次序、轨道的“填实”顺序和电离顺序、原子基态时核外电子排布及其与元素周期系的关系等,在化学教学中是经常遇到的。     

轨道去除方法及其应用

介绍了能对正碳离子及硼烷化合物中的电子离域现象作定量研究和分析的轨道去除方法 .一般的分子轨道方法能得到电子离域体系的波函数 ,而轨道去除方法则能得到电子离域效应被湮灭之后的假想定域体系的波函数 .通过对两者的对比分析 ,可定量而又清晰地了解分子内的电子离域是如何影响分子结构、能量及其他分子性质的 .具体讨论了正碳离子中烷基的超共轭现象和三卤化硼的Lewis酸性 .结果表明 ,轨道去除方法可非常有效地解释一些传统的化学问题     

配合物氧化还原反应中的电子迁移轨道

研究了配合物氧化还原反应中的过渡态配合物结构 ,电子迁移轨道及反应速率。     

单、双及双混氮杂卟啉的结构和电子吸收光谱

利用密度泛函和含时密度泛函理论对卟啉(FBP)、单氮杂卟啉(N/Neo-CPs)、双氮杂卟啉(DNCPs)及双混氮杂卟啉(Neo-C-NCPs)的结构与电子吸收光谱进行了研究。结果表明,由于N/C位置改变,分子对称性和轨道组成发生改变,氮杂卟啉中2-NCP-2H,2,18-DNCP-2H和1,17-Neo-C-NCP的各前线和近前线轨道能级发生较大变化,光谱峰红移较显著;电子-空穴分布图表明3类氮杂卟啉电子跃迁途径更丰富。进一步探讨了水、氯仿和苯3种溶剂对4类卟啉分子的影响。结果表明,随着溶剂极性减小,FBP,N-/Neo-CPs,DNCPs和Neo-C-NCPs的Q带吸收峰红移越明显,吸收略有增强。     

计算化学在紫外可见吸收光谱教学中的应用

以L-酪氨酸为案例,结合计算化学手段,设计了采集紫外可见吸收光谱的教学方案,并探讨了计算化学在紫外可见吸收光谱教学中的具体应用。通过对该分子紫外可见光谱的模拟与指认,以及利用多种方法对其不同电子激发过程开展分析,不仅可以有效解释实验光谱吸收峰的来源,还能获取一系列具有教学意义的等值面图形与数据,来帮助学生加强对轨道跃迁类型、电子转移与空穴-电子分布等电子激发特性方面的感性认识,从而使得教学内容既有趣生动,又富有理论深度。     

定域片断轨道基组的对称化

片断的UHF运算不能保证每个片断轨道具有确切的电子占据数,故Kost定域化是必需的.当片断产生于多键断裂时,在确保目标轨道单占据性的同时,Kost定域破坏了轨道基组的对称性.为此,在Kost定域化后,必须对单占据轨道作2×2对称化旋转后,再作有条件的RHF运算.以乙烯基片断CHCH(波二烯分子中的一个片断)为例,详述了对称化的方法、原理和计算程序.以C-H片断为例,细述三单键片断轨道基组对称化的特殊性.介绍C-HR参考键长选择的判据,探讨键长与选择Gaussian基组大小的关系.     

关于能量最低原理的误读——论“凭什么相信计算”之二

不要把能量最低原理与核外电子填充规则混为一谈,后者仅仅是能量最低原理众多应用中的一例。体系"能量越低越稳定"的说法错在忘了它成立的前提:熵固定。Gibbs的说法才是能量最低原理的完整表述,它等价于Clausius的最大熵原理,两者各自有其成立的前提条件。由Gibbs能量最低原理可以导出核外电子的填充规则。宏观和微观世界只有一个能量最低原理。     

促进杂化轨道高效教学的信息化工具研究

探讨了杂化轨道教学中存在的主要问题,提出利用信息技术教学工具实施课堂教学和活动来加以解决的思路。根据杂化轨道教学重点和难点,针对性地开发了一套课堂教学工具（软件）,并概述了该工具的主要功能。基于该教学工具的课堂教学实践表明,能在1课时的条件下,让学生理解杂化轨道的基本概念和轨道杂化的过程,特别是对轨道能量、轨道构型、电子排布、轨道叠加和成键过程以及原理等方面建立清晰的认识,解决杂化轨道所涉及的一般问题。     

由分子的价电子总数判断中心原子轨道杂化

提出了由分子的价电子总数判断中心原子轨道杂化方式的方法,探讨了该方法的理论依据,分析、归纳出了等电子分子系列中原子轨道杂化方式的周期性变化规律.     

同一电子给体与名种电子受体电荷转移配合作用的研究

本文测定了八种电子受体与十五种电子给体间的电荷转移(CT)光谱.利用文献中根据极谱还原电位求得之受体的亲合势,论证了同一电子给体与各种电子受体相作用时,其CT光谱也符合MULLIKEN公式;公式中的C为变化不大的数,可近似地认为是常数.本文还用电子吸收光谱首次研究了同系列电子受体(TCNE,n=0.2,3,4)与六种电子给体的CT配合作月,实验表明其CT吸收光谱也近似地服从同系线性规律;随着同系序数的增加,CT光谱发生紫移,而不象同系列给体与同一受体作用那样发生红移.用差示脉冲极谱法测定了此受体系列的还原峰电位,求得其电子亲合势;并用EHMO法计算了它们的前线分子轨道的能量.结果表明,随着同系序数的增加,亲合势减小,最低空轨道能量升高,从而解释了CT光谱紫移现象.     

金属材料分析方法的选择和施行第六讲金属材料中稀土元素的测定(续)

在一般情况下,镧系元素趋向于脱落三个电子(2个6s电子,一个4f电子,或者有时一个5d电子)而呈三价状态。但也有一些元素呈现四价或二价状态。镧没有4f电子,它一般失去6s2及5d1三个电子后即达到稳定结构(与Xe的电子结构相同);钇在4f轨道有7个电子,这种状态称为半满(因4f轨道可容纳14个电子),当它失去6s2及5d1三电子而呈三价时也达到了稳定结构;还有镥,当它失去6s2及5d1三个电子后,4f轨道有14个电子是全满状态,所以也达到了稳定结构。这三种元素除了三价状态外不呈现其它状态。而其它元素在化学变化中各原子也有达到这种稳定电子构型的趋势。因…     

1-碘丙烷分子的电子动量谱学研究：自旋-轨道耦合效应与分子内轨道相互作用

利用不对称不共面电子动量谱仪,在2.5 keV碰撞能量下,采用高精度的SAC-CI方法计算了1-碘丙烷分子束缚能谱,同时采用Hartree-Fock、B3LYP/aug-cc-pVTZ（C,H）6-311G＊＊（I）方法计算其电子动量分布. 并对电离能峰进行了标示. 结合非相对论与相对论计算方法以及自然键轨道分析,对最外层两个轨道（碘的5p孤对）的自旋-轨道耦合效应与分子内轨道相互作用进行了比较. 两种相互作用对电子动量分布的不同影响是可观的. 实验结果与相对论计算的结果一致,表明1-碘丙烷分子内自旋-轨道耦合效应占主导.     

π电子自洽场分子轨道理论及其应用

本文对π电子自洽场分子轨道理论 (PPP)方法及其应用进行了评述。表明PPP半经验分子轨道方法在研究有机共轭大分子光物理性质和预示新型材料方面起着积极重要的作用。